用化學解生活之“謎”

【摘要】本文以《金屬的化學性質》（第一課時）教學為例，論述教師結合生活實際開展化學教學的途徑，提出通過創設情境、開展探究活動、回歸生活等教學建議，引導學生學會運用化學知識解答生活之謎，體會學習化學課程的意義和價值。

【關鍵詞】初中化學 生活 《金屬的化學性質》

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）04A-0051-03

2015年桂林市開始使用科粵版九年級化學教材進行教學，教材上、下兩冊書共9章，始于“身邊的化學”，列舉了許多生活中與化學有關的物品及現象，極大地激發了學生學習化學的熱情和興趣，中間各章分別以生活中常見的物質命名，分別為“空氣”“氧氣”“水”“燃料”“金屬”“溶液”“酸堿鹽”，末章為“現代生活與化學”，充分體現了教材編著者對于化學在生活中應用的重視。基于此，筆者在每節課的課堂教學中，都會選用一些與生活有關的實例，帶領學生從生活走進化學，用化學知識走向生活。

一、教材分析與學情分析

“金屬的化學性質”是上冊課本第一章第四節《物質性質的探究》內容的延伸和拓展，作為第六章“金屬”的核心內容，本節蘊含了大量的化學知識與原理，是初中化學知識的重要內容，也是學生化學學習的難點之一。九年級的學生已經具備了一定的發現問題、分析問題和解決問題的能力，也具備了許多與金屬材料有關的生活常識，如銅和鐵在潮濕的空氣中容易生銹、煮綠豆不能用鐵鍋、用火燒一下可以鑒別真假黃金等，但學生對這些生活常識的認識還處于從感性到理性的轉變階段，未能對其做出嚴謹的分析和準確的解釋。所以在本節課中，筆者選取了一些與金屬化學性質有關的生活素材和事例，在激發學生學習興趣的同時，引導學生學會運用化學知識解答生活中的常見現象，從而讓學生從具體到抽象、從感性到理性認識金屬的化學性質，并為后面學習溶液、酸堿鹽打下良好的基礎。

二、教學過程

（一）創設情境，關注生活

（教師通過投影展示生活中各種金屬的圖片：青海塔爾寺金頂、國家博物館典藏鎏金鹿紋銀雞冠壺、教室窗外的防盜窗、1998年五角銅幣等）

師：為什么幾百年前的金頂、約一千年前的銀壺到了今天仍然閃閃發光，而教室窗外十幾年前的防盜網和二十年前的五角銅幣卻早已銹跡斑斑了呢？你知道這些金屬的“化妝師”是誰嗎？

生：氧氣。

設計意圖：從生活中可見的物品引入，拉近化學與學生的距離，展示青海塔爾寺金頂、國家博物館鎏金鹿紋銀雞冠壺，讓學生感受中華藝術之美，領略古代人民的智慧，激發學好化學知識、游遍天下的斗志;再列舉生活中常見的金屬防盜窗和五角硬幣，讓學生感受金屬就在身邊，化學與生活息息相關，培養學生仔細觀察、善于發現的精神。

（二）動手探究，積累知識

1.探究活動一：探究金屬與氧氣反應的難易程度與劇烈程度

師：我們學過的哪些金屬能與氧氣反應？你能說出實驗現象，并寫出反應的化學方程式嗎？

生1：鎂條、鐵絲、銅片。

（生2描述鎂條、鐵絲、銅片分別與氧氣反應的實驗現象，生3在黑板上寫出鎂條、鐵絲、銅片分別與氧氣反應的化學方程式）

設計意圖：回歸課本，充分利用教材。在九年級化學上冊課本中，學生已經學習過一些金屬與氧氣的實驗，如鎂條、鐵絲在氧氣中燃燒，銅片在氧氣中加熱。讓學生通過回顧舊知，進一步鞏固所學知識，并總結零散的化學知識，培養學生歸納總結的能力。

（教師指導學生開展動手實驗1：將桌面上的鎂條、鋁絲、鐵釘、銅片一半打磨，一半不打磨）

師：實驗后你有什么發現？

生：鎂條變化最明顯，表面的黑色物質被打磨掉了，露出了光亮的銀白色。鐵、銅表面變化不明顯，鋁表面似乎變亮了一些。

設計意圖：鎂條、鋁絲、鐵釘、銅片體積都比較小，如果讓學生或教師進行演示實驗，不利于其他學生觀察實驗現象，此刻安排分組實驗，有利于學生近距離觀察實驗現象，也為下一步探究各金屬與酸反應的實驗鋪墊。

師：鎂在常溫下就能與空氣中的氧氣反應，表面形成一層黑色的氧化物薄膜。鋁表面是否也有一層氧化物薄膜？

生（猜測）：有。

（教師指導學生進行動手實驗2：加熱鋁片）

師：實驗中觀察到什么現象？

生：鋁片內部發紅熔化，被表面的灰色薄膜包裹著并未滴落，說明鋁表面有一層致密的氧化物薄膜。

設計意圖：學生通過親自動手操作加熱鋁片的實驗，能近距離觀察到鋁片表面氧化物薄膜的存在，有利于加深學生對氧化鋁薄膜致密性的理解。

師：綜合課前的圖片和剛才進行的實驗，你能初步判斷出鎂、鋁、鐵、銅、金、銀這些金屬的活動性強弱嗎？

生：金屬活動性為“鎂、鋁>鐵、銅>金、銀”。

師（聯系生活）：請同學們運用金屬與氧氣反應的化學性質解釋生活中的現象。①暖寶寶發熱的原理。②鋁制門窗、炊具常年不易生銹的原因。

（學生討論后得出結論：①暖寶寶的原料是鐵粉、活性炭、蛭石和水等合成的聚合物，當我們把外袋撕掉使得內袋暴露于空氣中，氧氣就會通過透氣膜與發熱原料發生化學反應而產生熱量;②鋁在常溫下與空氣中的氧氣反應，表面生成一層致密的氧化物薄膜，阻礙內層的鋁進一步被氧化）

師：我們由此聯系生活實際，得出使用鋁制品的注意事項。鋁鍋使用時間長了，里面一般都會出現黑色斑點或白色沉淀物，這對人體無害，可以不用擦掉;若想擦掉也可以，只要加一點醋洗刷即可除去。

設計意圖：引導學生用新學知識解釋生活現象，激發學生自主探究熱情的同時，擴展學生視野。

2.探究活動二：探究金屬是否能與稀酸反應及反應的劇烈程度

師：鋁鍋用久了表面會生成黑色物質，可用醋將其除去，但不能浸泡太長時間，由此可得出什么信息？

生：鋁能與醋酸反應。

師：鋁是否還能與其他酸反應？其他金屬是否也能與酸反應？如果能反應，現象有何不同？

（教師指導學生進行動手實驗3：將被打磨過的鎂條、鋁絲、鐵釘、銅片分別加入等量、等濃度的稀鹽酸或稀硫酸中，學生觀察實驗現象并在表1中記錄實驗現象等，得出金屬活動性排序“鎂>鋁>鐵>銅”）

設計意圖：《義務教育化學課程標準》（2011年版）指出，教師在教學中應高度重視和加強實驗教學，充分發揮實驗的教育功能，有條件的學校盡可能多地為學生提供動手做實驗的機會。對比新舊課標可知，“金屬的化學性質”在新課標中所占比重有所增加，被列入了學生必須完成的8個基礎實驗。因此，安排學生親自動手開展探究實驗顯得尤為重要。學生在教師的指導下有序完成實驗，既復習了上冊課本所學的固體、液體的取用等基本實驗操作，又培養了嚴謹求實的科學精神，收獲了很好的教學效果。

師（聯系生活）：請同學們思考，①炒菜時加入食醋的原因;②為什么用鐵鍋煮綠豆鐵鍋會變黑，用鐵刀切蘋果、梨子后，鐵刀表面也會變黑？

（學生查找資料、討論后得出結論：①用鐵鍋炒菜是防止缺鐵性貧血的簡便方法，特別是炒菜時加入食醋、番茄醬等酸性物質，可使食物中含鐵量增加11～15倍;②綠豆、蘋果、梨中都含有鞣酸，會與鐵反應生成黑色的鞣酸鐵，使得鐵表面變黑，少量的鞣酸鐵對人體無害）

師：觀察以上四個反應的化學方程式，從反應前后物質的種類角度分析，可以得出什么規律？

生：它們都是一種單質和一種化合物發生反應;反應后都生成了另一種單質和另一種化合物。

師：像這樣單質和化合物反應，生成另一種單質和另一種化合物的反應，叫做置換反應，可用一個通式表示，A+BC=B+AC。

設計意圖：善于發現規律并利用規律的人，才是會學習的人。引導學生從反應前后物質種類的角度對以上四個化學方程式進行對比分析，能提升學生觀察、比較、歸納概括的能力，發展化學學科素養。

3.探究活動三：探究金屬能與哪些金屬的鹽溶液發生反應

師（開心一刻）：下面我們來看一個有趣的置換反應。（投影圖片：化學學霸的表白。你的“美”偷走了我的“心”，Mg+ZnSO4=MgSO4+Zn）

設計意圖：以學生最感興趣的話題切入，承上啟下的同時，加深了學生對置換反應的理解與應用。介紹時，特別強調是化學學霸發明的表白方式，以此激發學生的崇拜之情，立下學好化學、用好化學的決心。

師：鎂為什么能偷走鋅？請你猜想一下，在剛才我們探究金屬和稀酸反應的實驗中，鎂、鋁、鐵、銅四種金屬中，還有哪種金屬能把另一種金屬從它化合物的溶液中置換出來？

生1（猜想一）：鎂能從鋁的溶液中將鋁置換出來。

生2（猜想二）：鎂能從鐵的溶液中將鐵置換出來。

生3（猜想三）：鎂能從銅的溶液中將銅置換出來。

生4（猜想四）：鋁能從鐵的溶液中將鐵置換出來。

生5（猜想五）：鋁能從銅的溶液中將銅置換出來。

生6（猜想六）：鐵能從銅的溶液中將銅置換出來。

……

師：請你利用桌上提供的金屬和溶液，設計實驗來驗證你的猜想。

（學生前后4人為一小組，討論出設計方案。教師指導學生進行動手實驗4：從鎂條、鋁絲、鐵釘、銅片、硫酸鋁溶液、硫酸銅溶液、硫酸亞鐵溶液中選取藥品進行實驗，學生進行實驗并在表2中記錄實驗現象等，得出結論金屬的活動性排序“鎂>鋁>鐵>銅”）

設計意圖：學生進行完探究活動一、探究活動二后，已在腦海中建構出鎂、鋁、鐵、銅四種金屬的活動性順序，在此基礎上，學生能輕松提出猜想。由于時間關系，每組學生只完成兩個實驗，通過同學之間的相互分享、補充，可以將所有可能進行的反應的現象和方程式補齊，這種生生互教、生生互學的方式，更有利于學生建構探究思維。

師（聯系生活）：請同學們思考。①在海南島適宜種植芒果樹，每年芒果樹修枝后，都要噴灑濃度為15%的硫酸銅溶液殺蟲，該溶液又稱波爾多液。椰林村的小王用鐵桶配好農藥后，第二天才噴藥，結果發現害蟲沒被殺死，有紅色的東西粘在鐵桶壁上。為什么害蟲沒有被殺死？鐵桶壁上的紅色物質是什么？②工人師傅切割鐵板時，為什么使用硫酸銅溶液可在鐵板上輕松劃線？

（學生查找資料、討論后得出結論：①波爾多液中含有硫酸銅，能與鐵制容器中的鐵發生反應而變質;②因為銀白色的鐵板與硫酸銅接觸的部位會發生化學反應，生成紅色的銅）

師：本節課你學會了哪些探究金屬活動性大小的方法？科學家們運用類似的方法，排列出了各種金屬的活動性順序。

（學生閱讀課本：金屬的活動性順序及應用）

（三）回歸生活，答疑解惑

教師創設情境：老人撿到一枚“金戒指”，不法分子謊稱“價值上萬，見者有份”騙走了老人3000元。老人將“金戒指”拿回家讓正讀初三的孫子小天欣賞，小天運用所學的化學知識鑒別一番后，馬上告訴奶奶此戒指為假戒指。如果你是小天，你會用哪些方法來鑒別此戒指的真假？

設計意圖：再次回歸生活、聯系生活，使學生學以致用，體會“生活處處有化學”。

三、教學反思

德國著名哲學家胡塞爾在“生活世界”理論中指出，科學是從生活世界中來的，最終也要回歸到生活世界中去。這一理論啟示我們，教育要與生活緊密聯系起來，將生活轉化成教學素材來充實課程內容。筆者在本節課中共設計了三個環節，每個環節都從學生熟悉的事物或事例出發，如在金屬與氧氣反應的教學中，由遠及近地展示了青海塔爾寺金頂、國家博物館典藏鎏金鹿紋銀雞冠壺、教室窗外防盜窗、1998年五角銅幣的圖片，逐漸拉近學生與化學的距離;在討論完鋁制門窗、炊具等常年不易生銹的原因后，緊接著介紹“鋁鍋用久了表面會生成黑色物質，可用醋除去，但不能浸泡太長時間”，引入金屬與酸反應的實驗;在一種金屬與另一種金屬化合物溶液反應的教學中，極具敏銳力地引入目前很火的網絡化學表白方式，貼近學生生活的同時，激發了學生進一步了解此反應原理的興趣。在學生通過親手實驗探究，建構起金屬化學性質的知識體系后，再次回歸生活，對生活中類似的現象進行解釋，從而建立起認識“生活中的金屬”的化學視角，在深刻的化學原理與熟悉的生活經驗之間建立起實質性聯系，體會學習化學課程的意義和價值。

【參考文獻】

[1]王欽忠.《義務教育化學課程標準（2011年版）》的變化與分析[J].北京教育學院學報（自然科學版），2012（3）

[2]徐順英，吳兆根.“先行組織者策略”在化學教學設計中的應用例析——以人教版九年級《金屬的化學性質》為例[J].化學教與學，2011（9）

注：本文系桂林市教育科學“十二五”規劃課題“基于科學探究的初中化學課堂教學案例研究”（項目編號：2015A-04）的研究成果。

作者簡介：陳佳（1985— ），女，漢族，廣西桂林人，中小學二級教師，研究方向：初中化學教學。

（責編 劉小瑗）